并联型有源电力滤波器检测和控制技术研究

发布时间：2020-05-26 04:08

【摘要】：随着社会的进步和工业的发展,大量的电力电子设备投入使用,导致电网的谐波污染日益严重。并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)作为一种非常有效的谐波污染治理手段,得到了广泛的关注和研究。一般情况下一个典型的SAPF系统可以分为4个部分,即:锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)、谐波检测、输出电流控制和直流侧电压控制。为了解决传统的同步旋转坐标系下的锁相环(Synchronous Reference Frame PLL,SRF-PLL)在电网电压谐波畸变时输出相位含有谐波震荡的问题,本文提出了两种新型的锁相环,一种是基于级联的最小方差滤波器的锁相环(Cascaded Least-Error Squares Filter-based PLL,CLES-PLL),另一种是基于LES滤波器的开环锁相环(Open-Loop LES Filter-based PLL,OL-LES-PLL),所提出的两种锁相环分别侧重于提升锁相环抗扰动能力和动态性能。基于通用离散傅里叶变换(Generalized Discrete Fourier Transform,GDFT)的谐波检测方法具有检测精度高和动态响应快速的优点,但其在检测谐波次数过多时计算量很大,为了解决这个问题,本文提出了基于准GDFT(Quasi-GDFT,QGDFT)的谐波检测方法,在保证检测精度和动态性能的情况下显著降低了计算量。通过将GDFT扩展为解耦型QGDFT,得到了基于解耦型QGDFT的单相谐波检测方法,同样具有计算量小、检测精度高和动态性能快的优点。为了解决传统PI+重复控制并联的谐波电流控制方法控制结构复杂和动态性能较慢的问题,本文首先将传统的重复控制扩展为矢量重复控制,然后提出了一种PR+矢量重复控制并联的谐波电流控制方法,所提出的控制方法降低了控制算法复杂度、提升了控制器的灵活度和动态性能。针对在负载不平衡度较高时,直流侧的2次谐波电压影响SAPF对不平衡电流的补偿能力的问题,本文提出了一种基于滑窗平均滤波器(Moving Average Filter,MAF)的直流侧电压控制方法,所提出的控制方法可以在保证直流电压环动态性能的前提下实现对直流2次谐波电压的完全抑制,进而保证了SAPF对不平衡电流补偿能力。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM761

【参考文献】